什麼是Command Pattern?(深入淺出的好文) 以老虎機遊戲為例

什麼是 Command Pattern？

Command Pattern（命令模式）是一種行為設計模式，它將請求封裝成物件，讓你可以用不同的請求來參數化客戶端、將請求排入佇列，並支援復原操作。

簡單來說，就是把「做什麼事」包裝成一個物件，而不是直接調用方法。

為什麼需要 Command Pattern？

想像你在玩老虎機遊戲，每次按下「旋轉」按鈕時，遊戲需要：

扣除下注金額
開始轉輪動畫
計算結果
更新UI顯示

傳統做法可能是這樣：

public void OnSpinButtonClick()
{
    slot.DeductCredits();
    slot.StartSpinAnimation();
    slot.CalculateResults();
    ui.UpdateDisplay();
}

這種做法的問題是什麼？緊密耦合。按鈕直接知道所有需要執行的細節，當需求變更時，修改會變得複雜。

Command Pattern 的解決方案

Command Pattern 把這個「旋轉老虎機」的動作包裝成一個命令物件：

// 命令介面
public interface ICommand
{
    void Execute();
    void Undo();
}

// 具體的旋轉命令
public class SpinCommand : ICommand
{
    private readonly Slot slot;
    private readonly bool freeSpin;
    private int previousCredits;

    public SpinCommand(Slot slot, bool freeSpin = false)
    {
        this.slot = slot;
        this.freeSpin = freeSpin;
    }

    public void Execute()
    {
        previousCredits = slot.refs.credits.credits;
        slot.spin(freeSpin);
    }

    public void Undo()
    {
        slot.refs.credits.setCredits(previousCredits);
        slot.setState(SlotState.ready);
    }
}

現在按鈕只需要：

public void OnSpinButtonClick()
{
    var spinCommand = new SpinCommand(slot);
    commandController.ExecuteCommand(spinCommand);
}

實際應用：老虎機的完整範例

讓我們看看如何在老虎機遊戲中完整實現 Command Pattern：

1. 定義不同類型的命令

// 改變下注金額命令
public class ChangeBetCommand : ICommand
{
    private readonly SlotCredits credits;
    private readonly bool increase;
    private int previousBet;

    public ChangeBetCommand(SlotCredits credits, bool increase)
    {
        this.credits = credits;
        this.increase = increase;
    }

    public void Execute()
    {
        previousBet = credits.betPerLine;
        credits.ChangeBetPerLine(increase);
    }

    public void Undo()
    {
        credits.betPerLine = previousBet;
    }
}

// 改變下注線數命令
public class ChangeLinesCommand : ICommand
{
    private readonly SlotCredits credits;
    private readonly bool increase;
    private int previousLines;

    public ChangeLinesCommand(SlotCredits credits, bool increase)
    {
        this.credits = credits;
        this.increase = increase;
    }

    public void Execute()
    {
        previousLines = credits.linesPlayed;
        credits.changeLinesCountPlayed(increase);
    }

    public void Undo()
    {
        credits.linesPlayed = previousLines;
    }
}

2. 建立命令控制器

public class SlotCommandController
{
    private readonly Stack<ICommand> commandHistory = new Stack<ICommand>();
    private readonly Queue<ICommand> commandQueue = new Queue<ICommand>();

    // 執行命令並記錄歷史
    public void ExecuteCommand(ICommand command)
    {
        command.Execute();
        commandHistory.Push(command);
        
        // 限制歷史記錄數量，避免記憶體洩漏
        if (commandHistory.Count > 50)
        {
            var oldCommands = new Stack<ICommand>();
            for (int i = 0; i < 50; i++)
            {
                oldCommands.Push(commandHistory.Pop());
            }
            commandHistory.Clear();
            while (oldCommands.Count > 0)
            {
                commandHistory.Push(oldCommands.Pop());
            }
        }
    }

    // 復原上一個命令
    public void UndoLastCommand()
    {
        if (commandHistory.Count > 0)
        {
            var lastCommand = commandHistory.Pop();
            lastCommand.Undo();
        }
    }

    // 排隊執行命令（用於自動遊戲）
    public void QueueCommand(ICommand command)
    {
        commandQueue.Enqueue(command);
    }

    // 執行排隊的命令
    public void ProcessQueuedCommands()
    {
        while (commandQueue.Count > 0)
        {
            var command = commandQueue.Dequeue();
            ExecuteCommand(command);
        }
    }
}

3. 在遊戲中使用

public class SlotGUI : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Slot slot;
    private SlotCommandController commandController;

    void Start()
    {
        commandController = new SlotCommandController();
    }

    public void BetPlus_Click()
    {
        var command = new ChangeBetCommand(slot.refs.credits, true);
        commandController.ExecuteCommand(command);
    }

    public void BetMinus_Click()
    {
        var command = new ChangeBetCommand(slot.refs.credits, false);
        commandController.ExecuteCommand(command);
    }

    public void OnSpinButtonClick()
    {
        var command = new SpinCommand(slot);
        commandController.ExecuteCommand(command);
    }

    public void OnUndoButtonClick()
    {
        commandController.UndoLastCommand();
    }
}

Command Pattern 的優勢

1. 解耦合（Decoupling）

UI 元件不需要知道具體的業務邏輯細節，只需要建立對應的命令物件。

2. 可復原性（Undo/Redo）

每個命令都可以實現 Undo() 方法，輕鬆實現復原功能。

3. 可記錄性（Logging）

所有的操作都變成了物件，可以輕鬆記錄使用者行為：

public class LoggingCommandController : SlotCommandController
{
    public override void ExecuteCommand(ICommand command)
    {
        Debug.Log($"Executing command: {command.GetType().Name} at {DateTime.Now}");
        base.ExecuteCommand(command);
    }
}

4. 可排隊執行（Queuing）

命令可以被排入佇列，用於實現自動遊戲功能：

public void StartAutoSpin(int count)
{
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        commandController.QueueCommand(new SpinCommand(slot));
    }
    commandController.ProcessQueuedCommands();
}

5. 巨集命令（Macro Commands）

可以將多個命令組合成一個複雜的操作：

public class MaxBetCommand : ICommand
{
    private readonly List<ICommand> commands = new List<ICommand>();

    public MaxBetCommand(SlotCredits credits)
    {
        commands.Add(new ChangeBetCommand(credits, true)); // 最大下注
        commands.Add(new ChangeLinesCommand(credits, true)); // 最大線數
    }

    public void Execute()
    {
        foreach (var command in commands)
        {
            command.Execute();
        }
    }

    public void Undo()
    {
        // 反向執行復原
        for (int i = commands.Count - 1; i >= 0; i--)
        {
            commands[i].Undo();
        }
    }
}

何時使用 Command Pattern？

Command Pattern 特別適用於以下情況：

需要復原功能的應用：文字編輯器、圖像編輯軟體
需要記錄操作歷史：遊戲重播、操作審計
需要排隊處理請求：網路請求、批次處理
UI 與業務邏輯解耦：複雜的使用者介面

注意事項

記憶體管理

過度使用 Command Pattern 可能會產生大量的小物件，需要注意記憶體使用：

// 使用物件池重複利用命令物件
public class CommandPool
{
    private readonly Queue<SpinCommand> spinCommands = new Queue<SpinCommand>();

    public SpinCommand GetSpinCommand(Slot slot, bool freeSpin = false)
    {
        if (spinCommands.Count > 0)
        {
            var command = spinCommands.Dequeue();
            command.Reset(slot, freeSpin);
            return command;
        }
        return new SpinCommand(slot, freeSpin);
    }

    public void ReturnSpinCommand(SpinCommand command)
    {
        spinCommands.Enqueue(command);
    }
}

複雜度控制

不要為了使用 Command Pattern 而過度設計。簡單的操作可能不需要包裝成命令。

總結

Command Pattern 是一個強大的設計模式，它通過將請求封裝成物件，提供了極大的靈活性。在老虎機遊戲這樣的複雜系統中，它可以幫助我們：

建立更清晰的程式架構
實現復原功能
記錄和重播使用者操作
降低系統各部分之間的耦合度

當你的系統需要處理複雜的使用者互動，或者需要提供復原、記錄等進階功能時，Command Pattern 是一個值得考慮的解決方案。筆者我認為，針對老虎機遊戲前端開發而言，Command Pattern (命令模式)的應用不一定有其必要性，但如果牽扯到需要重播歷史遊戲畫面，那Command Pattern 就能派上用場。

記住，設計模式不是萬能藥，而是解決特定問題的工具。選擇合適的工具來解決合適的問題，才是優秀程式設計師的標誌。

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傑克淺談遊戲邏輯

大學：Simon Fraser University Computer Science 科系研究所：University of Strathclyde Master of Marketing 科系曾經擔任科技業國外業務/遊戲軟體工程師, 熱愛分享遊戲全端軟體工程, 語言學習, 與股票投資相關知識。